חישת תנועה וחושך אור לילה - ללא מיקרו: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מדריך זה עוסק במניעה ממך לעקוץ את הבוהן בעת הליכה בחדר חשוך. אתה יכול לומר שזה למען ביטחונך אם אתה קם בלילה ומנסה להגיע בשלום לדלת. כמובן שאתה יכול להשתמש במנורת לילה או באורות הראשיים כי יש לך מתג לידך, אבל כמה נוח לך לסנוור את העיניים שלך עם נורה של 60W כשהתעוררת?

מדובר בפס LED שאתה מעלה מתחת למיטה שלך הנשלט על ידי שני חיישנים המזהים תנועה ורמת החושך בחדר שלך. הוא יפעל בעוצמה נמוכה ובהירות כדי לספק אור נעים מאוד בלילה. יש גם את היכולת לשלוט על סף הבהירות כך שיהיה מתאים לכל סביבה. אין צורך במיקרו -בקר לביצוע פרויקט זה. זה מקטין את מספר המרכיבים והמורכבות הדרושים. יתר על כן, זוהי משימה קלה למדי אם יש לך כבר ידע במעגלי חומרה אלקטרוניים.

שלב 1: עקרון פונקציות ורכיבים

עקרון העבודה הבסיסי של אור זה הוא שיש לו שני Mosfet בסדרה עם LED. המוספטים, שצריכים להיות ברמת לוגיקה - הסבר בהמשך - מופעלים על ידי שני מעגלי משנה שונים שאחד מגיב לחושך והשני לתנועה. אם רק אחד מהם מורגש רק טרנזיסטור אחד מופעל והשני עדיין חוסם את זרימת הזרם דרך הנורית. שילוב זה הוא חיוני למדי מכיוון שהיית מבזבזת את הסוללה אם אתה מפעיל את האור במהלך היום או בלי תנועה בלילה. הרכיבים והמעגל נבחרו באופן שתוכל לייעל פרמטרים למיקום שלך ולתנאים בו.

יתר על כן, מודפס תלת מימד כך שיתאים לרכיבים, מה שלא באמת נחוץ מסיבות פונקציונאליות אך יש לו מטרה מעשית.

עדכון: גרסה חדשה של הדיור תוכננה לאחר שפרסמתי את הפוסט הזה. הבית המודפס בתלת מימד מכיל כעת גם את נוריות הלדים שהופכות אותו לפתרון "שלם באחד". התמונות מהקדמת פוסט זה (דגם חדש) שונות מאלו שבשלב 7 "אספקת חשמל ודיור" (דגם ישן)

כתב חומרים:

סוללות 4x 1.5V 1x GL5516 - LDR1x 1 MOhm נגד קבוע (R1) 1x 100 kOhm פוטנציומטר 1x 100 kOhm נגד קבוע (R2) 1x TS393CD - משווה מתח כפול 1x HC -SR501 - חיישן תנועה PIR 1x נגד קבוע (R6) 2x 220 Ohm נגד קבוע (R3 & R4) 2x IRLZ34N ערוצי Mosfet4x n-channel ערכי flat4x כבלים (חלק הנגדי)

שלב 2: חישת בהירות

כדי לחוש את בהירות החדר השתמשתי בנגד תלוי אור (LDR). יצרתי מחלק מתח עם נגד קבוע של 1MOhm. זה הכרחי מכיוון שבחושך ההתנגדות של ה- LDR מגיעה לסדרי גודל דומים. ירידת המתח על פני ה- LDR פרופורציונלית ל'חושך '.

שלב 3: הגדרת מתח הפניה לסף החושך

אור הלילה יאיר כאשר חורג מסף חושך מסוים. יש להשוות את פלט מחלק המתח LDR להתייחסות מסוימת. למטרה זו נעשה שימוש במפריד מתח שני. אחת ההתנגדות שלה היא פוטנציומטר. זה מאפשר לשנות את מתח הסף (ביחס לחושך). הפוטנציומטר (R_pot) בעל התנגדות מרבית של 100 קאוהם. הנגד הקבוע (R2) הוא גם 100 קאוהם.

שלב 4: מתג תלוי בהירות

המתחים של שני חלקי המתח המתוארים מוזנים למגבר התפעולי. האות LDR מחובר לכניסה ההפוכה ואות ההתייחסות לכניסה הבלתי הפיכה. ל- OpAmp אין לולאת משוב, מה שאומר שהיא תגביר את ההבדל בין שתי הכניסות בעוצמות של יותר מ- 10E+05 ובכך תפעל כמשווה. אם המתח בכניסה ההפוכה גבוה בהשוואה לשני, הוא יחבר את סיכת היציאה שלו למעקה העליון (Vcc) ומכאן יפעיל את Mosfet Q1. המקרה ההפוך ייצור פוטנציאל קרקע בסיכת הפלט המשווה שמכבה את מוספת. למעשה יש אזור קטן שבו המשווה יפיק משהו בין GND ל- Vcc. זה קורה כאשר שני המתחים הם בערך אותו ערך. לאזור זה עשויה להיות האפשרות לגרום לנורות ה- LED לזרוח פחות בהירות.

TS393 OpAmp הנבחר הוא משווה מתח כפול. ניתן להשתמש גם במתאימים אחרים ואולי גם זולים יותר. ה- TS393 פשוט היה שאריות מפרויקט ישן.

שלב 5: זיהוי תנועה

חיישן האינפרא אדום הפסיבי HC-SR501 הוא פתרון פשוט מאוד כאן. בנוי עליו מיקרו -בקר שעושה את הזיהוי למעשה. יש לו שני פינים לאספקה (Vcc ו- GND) וסיכת פלט אחת. מתח המוצא הוא 3.3V מדוע בעצם הייתי צריך להשתמש בסוג Mosfet ברמת ההיגיון. סוג רמת ההיגיון מבטיח שה- Mosfet מונע באזור הרוויה שלו עם 3.3V בלבד. חיישן ה- PIR מורכב מכמה אלמנטים פירואלקטריים המגיבים בשינוי המתח לקרינה אינפרא אדומה המועברת על ידי גופי אדם, למשל. זה גם אומר שזה עשוי לזהות דברים כמו רדיאטורים לחימום קר שמוצפים במים חמים. עליך לבדוק את הנסיבות הסביבתיות ולבחור את כיוון החיישן בהתאם. זווית התצפית מוגבלת ל -120 מעלות. יש לו שני גוזמים שבהם אתה יכול להשתמש כדי להגדיל את הרגישות ואת זמן העיכוב. אתה יכול לשנות רגישות כדי להגדיל את טווח האזור שאתה רוצה לצפות בו. ניתן להשתמש בגוזם העיכוב כדי להתאים את הזמן שאליו החיישן פלט רמה לוגית גבוהה.

בגרסה הסופית של תרשים החיווט אתה יכול לראות שבין פלט החיישנים לשער Q2 יש נגד בסדרה המגביל את הזרם שנמשך מהחיישן (R4 = 220 אוהם).

שלב 6: הרכבה אלקטרונית

לאחר הבנת כל פונקציונליות רכיבים, ניתן לבנות את כל המעגל. זה צריך להיעשות על לוח לחם תחילה! אם תתחיל בהרכבתו על לוח מעגלים יהיה מסובך יותר לשנות או לייעל את המעגל לאחר מכן. למעשה ניתן לראות מתמונת הלוח שלי שעשיתי שיפוץ ולכן זה נראה קצת מבולגן.

פלט המשווה צריך להיות מצויד בנגד משיכה R6 (2 קאוהם) - אם אתה משתמש במשווה אחר, הקפד לבדוק את גליון הנתונים. נגד R3 נוסף ממוקם בין המשווה ל- Mosfet Q1 מאותה סיבה המתוארת עבור ה- PIR. ההתנגדות R5 תלויה ב- LED שלך. במקרה זה נעשה שימוש בחתיכה קצרה של חשפנית לד. יש לו נוריות כמו גם הנגד R5 כבר מובנה. כך שבמקרה שלי R5 אינו מורכב.

שלב 7: ספק כוח ודיור

עדכון: הדיור המוצג ממש בתחילת פוסט זה הוא עיצוב מחדש. זה נעשה על מנת שיהיה פתרון שלם-באחד. נוריות הלדים מאירות מבפנים דרך שכבת פלסטיק "שקופה". אם זה לא ישים עבורך, הרעיון הראשון של אב הטיפוס הראשון מוצג כאן בשלב זה. (אם יש עניין בעיצוב החדש, אני יכול לצרף אותו גם כן)

כפי שצוין קודם לכן, ארבע סוללות AAA 1.5V יניעו את המערכת. למעשה אולי יותר נעים לך להשתמש בסוללה אחת של 9V ולשים ווסת מתח מול המעגל כולו. אז גם אתה לא צריך להדפיס תלת מימד בית סוללה המתחבר לסוללות באמצעות זיזים של כבלים.

הדיור הוא אב טיפוס פשוט ראשון ויש לו כמה חורים לחיישנים. בתמונה הראשונה תוכלו לראות את החור הגדול בחזית חיישן התנועה ואת החור העליון השמאלי של ה- LDR. רצועת ה- LED צריכה להיות מחוץ לדירה באותו מרחק אליה מכיוון שהיא עשויה להשפיע על ה- LDR.